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在天文观测领域，相对于传统地面而言，南极冰盖高原独特的大气特征为天文观测提供了理想的环境，但苛刻的观测条件要求天文望远镜必须长期处于无人维护的低温环境里。南极天文望远镜所处的超低温环境决定了传统接触式机械轴承的性能受到严重影响，而磁悬浮轴承由于具有低功耗、无机械接触摩擦等优点非常适合这种环境。 相对于永磁圈整体结构，采用拼接永磁作为南极天文望远镜主轴上的轴承可降低建造成本，同时增加维护的便捷性。本文首先采用等效磁荷法建立永磁悬浮轴承的力学模型，选取32块扇形永磁体拼接成定子永磁圈，沿圆周等间距布置的16块永磁体组成转子。然后将转子永磁体分别设计为圆形、六边形、扇形及四边形结构，利用有限元法分别得出永磁支撑的悬浮力，分析悬浮力的波动率。最后，采用扇形转子-扇形定子和四边形转子-扇形定子两种结构进行实验测量。实验结果表明:在转子与定子永磁体间空气隙为2mm时，扇形转子-扇形定子结构的波动率为22.27％，而采用四边形转子-扇形定子结构后，波动率降至9.70％，稳定性显著提高;随着转子与定子永磁体间空气隙的增大，悬浮力明显下降;扇形和四边形转子的所受悬浮力大小相近，承载能力相近。四边形转子-扇形定子结构基本满足稳定可靠、承载力高的要求。 本文最后对有聚磁极结构的永磁支承进行了仿真计算，对聚磁材料的宽度进行优化，通过与无聚磁极结构的永磁支承进行比较并最终得出结论:引入聚磁极结构将实现使用较小的转子永磁体完成较大承载力并维持较高稳定性的目标;聚磁材料的宽度是显著影响转子永磁体悬浮力大小的重要因素。